Klimat måste betraktas utifrån olika tids- och rumsskalor. När det globala klimatet diskuteras, till exempel att jordens temperatur har ökat med 0,4 grader mellan år 1880 och 1980 så ger det i praktiken ingen information om hur temperaturen samtidigt har ändrats i Säffle, i Sverige eller i hela Europa.
Det kan vara lättare att förstå att om årsmedeltemperaturen i Säffle har ökat med 2 grader på 100 år så behöver det inte gälla för hela Sverige och ännu mindre för hela jorden.
Vissa faktorer är cykliska det vill säga regelbundet återkommande. Ett exempel på detta är årstidernas växlingar som beror på jordaxelns lutning. Den mänskliga påverkan på klimatet har inte denna cykliska karaktär.
Vulkanutbrott som exempel
Som exempel på tidsskala kan ett stort vulkanutbrott användas, det kan pågå under någon vecka eller månad. Vulkanutbrottet påverkar klimatet genom att sprida stora mängder stoft och partiklar i atmosfären, och effekten kan vara under några år. Därefter har stoftet som hamnade i atmosfären till största delen fallit tillbaks på jordytan. Då upphör vulkanutbrottets påverkan på klimatet.
Exemplet om vulkanutbrott kan också användas för att se på faktorer som agerar inom olika rumsskalor. Vulkanutbrott ger oftast regional effekt. Enbart de mycket stora utbrotten, som exempelvis vulkanen Pinatubos utbrott 1991, har en mer global påverkan, då partiklarna sprids upp till stratosfären och där får en global spridning.
Samma sak gäller för svavelutsläpp. Partiklarna från svavelutsläppen har en kylande effekt men deras påverkan är i huvudsak regional eftersom de faller ner efter några tusen kilometers transport i atmosfären. De flesta växthusgasmolekyler uppehåller sig längre i atmosfären och transporteras därmed runt jorden och påverkar därför klimat globalt.
Jordbanan ändrar sin form (ellipticitet) i cykler om ca 100 000 år. Jordaxelns riktning i rymden ändras i en cykel om ca 23 000 år. Detta flyttar på årstiderna och solstrålningens styrka omfördelas på jorden. Själva lutningen av jordaxeln varierar även den med en cykel på ca 41 000 år.
Kombinationen av dessa tre faktorer ger upphov till variationer över tidsskalan 10 000 -100 000 år. Både dessa astronomiska faktorer och vulkanutbrott påverkar klimatet men på två helt olika tidsskalor.
Tidsskalor och växthuseffekten
Den typiska tidsskalan för den av människan förstärkta växthuseffekten är beroende av ökningstakten i utsläppen av växthusgaser och deras genomsnittliga uppehållstid i atmosfären. Här handlar det om tidsskalan 100 år. Det är viktigt att notera att tidsskalor inte avser ett exakt antal år utan storleksordningen 100 år. Det kan i detta exempel handla om variationer alltifrån 50 till 500 år.
Påverkan från vulkanutbrott sker relativt omgående, en tidsskala på ungefär ett år. Påverkan av ökade utsläpp av växthusgaser sker inom en eller två generationer, alltså en tidsskala på ungefär 100 år, medan effekten kan pågå i tusentals år avseende exempelvis havsnivå-förändringar.